diff --git a/KMA DMA/Prednaska02.md b/KMA DMA/Prednaska02.md index 61eea26..3890bf3 100644 --- a/KMA DMA/Prednaska02.md +++ b/KMA DMA/Prednaska02.md @@ -162,5 +162,3 @@ opačný prvek $\qquad a + (-a) = 0 \qquad (-1) + 1 = 0$ nulový prvek 0 $\qquad -1 = 2 \quad -2 = 1$ $\mathbb{Z}_{3}$ vždy existuje inverzní prvek $\forall \, x \in \mathbb{Z}_{3}, x \neq 0$ - -Věta: Mějme $\mathbb{Z}_{n}, a \in \mathbb{Z}_{n}$, pak existuje $a^{-1} \in \mathbb{Z}_{n} \iff \gcd(a, n) = 1$, tj. $a, n$ jsou nesoudělná. diff --git a/KMA DMA/Prednaska03.md b/KMA DMA/Prednaska03.md new file mode 100644 index 0000000..13ed863 --- /dev/null +++ b/KMA DMA/Prednaska03.md @@ -0,0 +1,120 @@ + +Věta: Mějme $\mathbb{Z}_{n}, a \in \mathbb{Z}_{n}$, pak existuje $a^{-1} \in \mathbb{Z}_{n} \iff \gcd(a, n) = 1$, tj. $a, n$ jsou nesoudělná. +- Dk: $a^{-1} \cdot a \equiv 1$ (mod n) + - $\implies a^{-1} \cdot a \equiv 1 + \ln$ + - $a^{-1} \cdot a - l \cdot n = 1$ + - $d | a, d | n \implies d = 1 = \gcd(a, n)$ + - $1 = \gcd(a,n) = \alpha \cdot a + \beta \cdot n \implies \alpha a + \beta n = 1$ + - $\alpha a = 1 - \beta n$ + - $\alpha a \equiv 1$ (mod n) +- Př: $\mathbb{Z}_{8} \dots (0, 1, \dots, 7)$ + - $2^{-1}$ neex. + - $3 \gcd(3, 8) = 1, \quad 3^{-1}$ ex. + - Pozorování: n prvočíslo každé nenulový prvek $a \in \mathbb{Z}_{n}$ má inverzi +- Věta: $\mathbb{Z}_{n}$ je těleso $\iff$ n prvočíslo + +Lineární prostory nad $\mathbb{Z}_{n}$, n prvočíslo, množina nad $\mathbb{Z}_{n}$ +- Př: obecně v $\mathbb{Z}_{n}$ neplatí krácení + - $\mathbb{Z}_{6} \quad 2 \cdot 3 \equiv 4 \cdot 3$ (mod 6) + - $\centernot\implies 2 \equiv 4$ (mod 6) +- Př: $16^{-1}$ v $\mathbb{Z}_{45} \quad 1 \cdot 16, 2 \cdot 16, 3 \cdot 16, \dots, 44 \cdot 16$ + - Eukleidův algoritmus + - $\gcd(45, 16)$ + - $45 = 2 \cdot 16 + 13$ + - $16 = 1 \cdot 13 + 3$ + - $13 = 4 \cdot 3 + 1$ + - $3 = 3 \cdot 1 + 0$ + - Rozšířený Eukleidův algoritmus + - $1 = \gcd(45, 16)$ + - $1 = 13 - 4 \cdot 3 = 13 - 4 \cdot (16 - 1 \cdot 13) = 5 \cdot 13 - 4 \cdot 16 =$ + - $= 5 \cdot (45 - 2 \cdot 16) - 4 \cdot 16 = 5 \cdot 45 - 14 \cdot 16$ + - $16^{-1} = 31 (= 45 - 14)$ +- Pozn: konečná tělesa s počtem prvků n existují, pokud n je mocnina prvočísla + - $a_{n}x^n + a_{n-1}x^{n-1} + \dots + a_{1}x + a_{0}$ + +Věta (malá Fernantova věta) +- p prvočíslo, $a \in \mathbb{N}$, pak platí $a^p \equiv a$ (mod p), pokud $p \centernot \mid a$, $a^{p-1} \equiv 1$ (mod p) +- Dk: indukcí podle a + - předpis $a^p \equiv a$ (mod p) + - chci $(a+1)^p \equiv a+1$ (mod p) + - binomická věta $(x+y)^n = \binom{n}{n}x^n + \binom{n}{n-1}x^{n-1}y + \dots + \binom{n}{k}x^{n-k}y^k + \dots + \binom{n}{0}y^n$ + - $(a+1)^p = \binom{p}{p}a^p + \binom{p}{p-1}a^{p-1} + \dots + \binom{p}{1}a$ + - $(a+1)^p - a^p - 1 = \binom{p}{p-1} a^{p-1} + \dots + \binom{p}{k} a^{p-k} + \dots \binom{p}{1} a = 0$ (mod p) + - $(a+1)^p - a^p - 1 \equiv 0$ (mod p) + - $(a+1)^p - a - 1 \equiv 0$ (mod p) $\implies (a+1)^p = a+1$ (mod p) + +RSA, ECC + +Grupy $(G, \circ)$ - $\circ$ je binární operace na G ... $\circ : G \times G \to G$ +- $(\mathbb{N}, +)$ +- Def: $(G, \circ)$ tvoří grupu, pokud platí + 1) $\circ$ asociativní $: \forall \, x, y, z \in G : (x \circ y) \circ z = x \circ (y \circ z)$ + 2) existence neutrálního prvku + - $\exists \, e \in G : \forall \, x \in G : x \circ e = x = e \circ x$ + 3) existence inverzního (opačného) prvku + - $\forall \, x \in G : \exists \, x^{-1} \in G : x \circ x^{-1} = e$ +- Př: $(\mathbb{Z}, +)$ + - matice $B$ regulární $M_{n,n}$, součin matic grupa, neutrální prvek je $I$, inverzní prvek $A^{-1}$ + - není $(\mathbb{N}, +)$ + - relace na množině + - skládání relací + - neutrální prvek ... identická relace na X + - neplatí obecně $\rho \circ \rho^{-1} = E_{x}$ + - $X = {a, b}$ + - $\rho = \{(b,a)\}$ + - $\rho^{-1} = \{(a,b)\}$ + - $E_{x} = \{(a,a),(b,b)\}$ +- pokud $\circ$ komutativní, pak $(G, \circ)$ se nazývá komutativní grupa (Abelova grupa) +- Př: grupa permutací + - $X = \{ 1, 2, \dots, n \}$ permutace : bijekce X na X + - množina permutací $n$-prvkové množiny $(S_{n}, \circ)$ (skládání permutací) + - grupa nekomutativní, neutrální prvek identické permutace + - $\pi \circ \pi^{-1} = id$ +- Př: grupa symetrií rovnostranného trojúhelníku + - $G = \{ id, r, s, x, y, z \}$, skládání $(G, \circ)$ grupa nekomutativní + +Cayleyho tabulka +- latinské čtverce + +Těleso a grupa +- $(M, +, \times)$ těleso (=) +- $(M, +)$ je Abelova groupa (e neutrální prvek vzhledem k +) +- $(M \setminus \{e\}, \times)$ je Abelova groupa +- $+, \times$ splňují distr. zákon + - $\forall \, x, y, z \in M : x \times (y + z) = (x \times y) + (x \times z)$ + +Uzávěry relací +- $\rho$ na množině $X$ +- reflexivní uzávěr $\rho^\times$ relace $\rho$ + - $\rho^\times = \rho \cup E_{x}$ + - $\rho^\times$ nejmenší nadrelace $\rho$, která je reflexivní +- tranzitivní uzávěr $\rho^+$ relace $\rho$ + - $\rho^+ = \rho \cup \rho^2 \cup \rho^3 \dots$ + - $\rho^+ = U^{\infty}_{i=0} \rho^i$ +- reflexivně tranzitivní + - TODO + +Uspořádání +- $(\mathbb{R}, \leq)$ - reflexivní, slabě antisymetrické, tranzitivní +- Def: X množina, $\rho$ relace na X, $\rho$ refl., sl. antisym., tranz. + - $(X, \rho)$ uspořádaná množina (poset) +- Př: $(\mathbb{Z}, \leq)$ + - $(\mathbb{N}, |)$ poset (dělitelnost na $\mathbb{N}$) + - $(Z^\times, \leq)$ inkluzí uspořádaná potenční množina X množin + - $\mathbb{R}^n : (x_{1}, \dots, x_{n}) \leq (y_{1}, \dots, y_{n})$ + - $\forall \, i = 1, \dots, n : x_{i} \leq y_{i}$ + - $\leq$ je refl., sl. antisym., tranz. +- Znázornění uspořádání + - dělitelnost na $X = \{ 2, 3, 4, 6, 12 \}$ + - Hasseův diagram + - relace bezprostředního předchůdce + - $(X, \leq)$ poset + - $\leq$ relace uspořádání $\to \dot{\leq}$ + - $x \dot{\leq} y \iff x \leq y \wedge \not\exists z \in X : x \neq z \neq y \wedge x \leq z \leq y$ + - Př: $(\mathbb{R}, \leq)$ poset + - relace bezprostředního předchůdce je $\emptyset$ + - Def: $(X, \leq)$ poset + - $a \in X$ je minimální, pokud $\not\exists \, x \in X : x \neq a, x \leq a$ + - $a \in X$ je maximální, pokud $\not\exists \, x \in X : x \neq a, a \leq x$ + - $a \in X$ je nejmenší, pokud $\not\exists \, x \in X : x \geq a$ + - $a \in X$ je největší, pokud $\not\exists \, x \in X : a \geq x$